package com.ln.leetcode._18;

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 四数之和
 * <p>
 * 给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：
 * <p>
 * 0 <= a, b, c, d < n
 * a、b、c 和 d 互不相同
 * nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
 * 你可以按 任意顺序 返回答案 。
 * <p>
 * 示例 1：
 * 输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
 * 输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]
 * <p>
 * 示例 2：
 * 输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
 * 输出：[[2,2,2,2]]
 * <p>
 * <p>
 * 提示：
 * 1 <= nums.length <= 200
 * -109 <= nums[i] <= 109
 * -109 <= target <= 109
 */
public class Solution {

    @Test
    public void test() {
//        List<List<Integer>> reList = fourSum(new int[]{2, 2, 2, 2, 2}, 8);
//        System.out.println(reList);
        System.out.println(fourSum(new int[]{0, 0, 0, 1000000000, 1000000000, 1000000000, 1000000000}, 1000000000));
    }

    // 排序 + 双指针
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> reList = new ArrayList<>();
        // 确定不满足的情况
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return reList;
        }
        // 排序
        Arrays.sort(nums);
        // 双重循环变量前两位元素，后两位元素使用双指针
        // 外层
        for (int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {
            // 有效右移
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            // 减枝 - 确定不满足条件的情况直接忽略
            if ((long) nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target) {
                continue;
            }
            if ((long) nums[i] + nums[nums.length - 1] + nums[nums.length - 2] + nums[nums.length - 3] < target) {
                continue;
            }

            // 内层
            for (int j = i + 1; j < nums.length - 2; j++) {
                // 有效右移
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                // 减枝 - 确定不满足条件的情况直接忽略
                if ((long) nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target) {
                    continue;
                }
                if ((long) nums[i] + nums[j] + nums[nums.length - 1] + nums[nums.length - 2] < target) {
                    continue;
                }

                // 双指针试探
                int left = j + 1;
                int right = nums.length - 1;

                while (left < right) {
                    long sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == target) {
                        // 命中目标值，存入结果列表
                        reList.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        // 左指针作有效右移
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left += 1;
                        }
                        left += 1;

                        // 右指针作有效左移
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right -= 1;
                        }
                        right -= 1;

                    } else if (sum > target) {
                        // 和大于目标值，右指针左移
                        right -= 1;

                    } else {
                        // 和小于目标值，左指针右移
                        left += 1;
                    }
                }
            }
        }
        return reList;
    }

}
